釬焊工藝的案例
技術 | 國際釬焊技術最新進展
氣體保護釬焊不僅在汽車行業的應用變得越來越普遍，而且在其它需要發揮低熱輸入、小變形和對鍍鋅層很小的損害以及高釬焊速度等優勢的場合都是適用的。烏克蘭巴頓電焊研究所研究了低碳鋼薄板的非熔化極電弧釬焊和等離子釬焊。采用專用氬弧焊設備，能進給直徑為0.8～1。6mm的線材，送絲速度平穩調節范圍為0～600cm/min，可以從0～37。8cm/min速度移動焊槍。采用1mm厚的0.8КП鋼作為基體，采用銅基釬料，對接接頭間隙為0，0.3，0.5mm，焊槍端頭到基體距離為2mm。在所有工藝下，釬料都能很好地潤濕鋼板而且背面釬縫成形良好，其中ПМ—72焊料得到最好的結果。此外，采用等離子體加熱和脈沖釬焊可以進一步降低釬焊接頭區的熱輸入。工藝能保證釬焊接頭與基體等強，可用于鍍鋅鋼板的連接。
結束語
概述了最近3年來的4次國際焊接會議有關釬焊技術的最新進展。相關新型釬焊材料研究動向，釬焊新工藝，以及釬焊數值模擬技術的研究思路與應用方向都非常值得關注。及時分析國際焊接技術研究進展，開展前沿跟蹤性研究和再創新，是釬焊專業工作者面臨的任務。隨著國內外釬焊領域焊接技術研究的不斷深入，將會出現新的研究成果，并將陸續推向應用。
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展開 技術 | 鋁/黃銅異種金屬TIG填絲熔釬焊工藝研究
鋁/銅異種金屬廣泛采用焊接方法進行連接，現階段主要采用熔化焊、釬焊、壓力焊等方法. 由于鋁與銅物理、化學性質差異較大并且冶金相容性差，采用熔化焊方法難以實現鋁/銅異種金屬的可靠連接. 壓力焊和釬焊方法對接頭的結構尺寸有限制，而且生產效率相對降低. 近年來，熔釬焊方法成為異種難焊金屬連接領域的研究熱點，有望突破傳統方法在結構適應性、接頭質量等方面的不足.
熔釬焊利用異種金屬熔點差異大的特點，在低熔點材料側形成熔化焊接頭，而在高熔點材料側形成釬焊接頭，焊接過程可以添加或者不添加填充材料. 北京工業大學激光工程研究院的董鵬等人采用激光深熔釬焊的方法對厚度為3 mm的1060鋁合金和T2紫銅進行對接，所得鋁/銅異種金屬焊縫內晶粒較為細小，但焊縫內含有脆硬的Cu3Al2和CuAl2金屬間化合物，接頭的抗拉強度可以達到鋁合金母材的94%. 盧森堡大學的Solchenbach等人通過控制熱輸入同時令光斑環形擺動實現了鋁/銅異種金屬的激光熔釬焊搭接，在鋁/銅界面處形成了厚度均勻的金屬間化合物層.
文中采用TIG電弧作為熱源，對鋁/黃銅異種金屬進行填絲熔釬焊搭接，并對接頭的微觀組織和力學性能進行研究.
1 焊接試驗與工藝參數
試驗材料為5052-H32鋁合金和H62-Y2黃銅，其化學成分及力學性能分別如表1、表2所示，尺寸分別為200 mm×75 mm×2 mm和200 mm×75 mm×1 mm. 填充材料選用Al-12%Si藥芯焊絲，焊前先用鋼絲刷除去試件表面氧化膜，然后再用丙酮洗除打碎的氧化膜殘渣及試件表面的油污. TIG填絲熔釬焊搭接過程如圖1所示，采用鋁板在上、黃銅板在下，搭接寬度為10 mm，令焊搶與板面成90°并偏向銅母材側1 mm，鎢極高度為5 mm，采用純氬氣保護.
展開 錨定液冷賽道，易新能完成數千萬元首輪融資！
資料顯示，易新能是國內知名的液冷板研發制造企業，在2021年儲能pack市場需求從風冷向液冷轉型過程中，其也從通訊領域切入該賽道，憑借研發團隊強大的熱管理能力、結構設計能力和焊接工藝的積累，開發出釬焊工藝的儲能液冷板。此后，易新能」便迎來快速發展期。據透露，通過近兩年不斷的研發迭代和工藝積累，易新能的沖壓釬焊儲能液冷板廣泛應用在包括中車株洲、南瑞繼保、時代電工、遠信儲能等頭部儲能企業的項目中。2023年，公司的儲能液冷板出貨量達到了8萬多套，超過4GWh。
易新能聯合創始人&董事長熊偉表示，“在儲能領域，電芯能量密度提升的同時，充放電會產生大量的熱；在數據中心領域，高集成度、高算力、小型化等趨勢發展迅猛……散熱成為技術發展的最重要問題之一。”熊偉指出，“風冷達不到技術要求，液冷的需求應用場景便突出來了。”
展開 技術 | 鋁-鋼異種材料的焊接
2、熔釬焊
鋁-鋼異種材料熔釬焊同時兼備熔焊和釬焊的特點，焊接過程中，鋁合金和釬料熔化，冷凝后結合在一起，形成熔焊接頭；而鋼未熔化，熔化的釬料借助毛細管作用被吸入和充滿固態焊件間隙內，液體釬料與鋼相互擴散溶解，冷凝后形成牢固的釬焊接頭，可以實現鋁合金與鋼異種金屬的連接。
3、釬焊
鋁-鋼異種材料的釬焊是將釬料放在焊件接縫間隙內，通過加熱使其溶化，而母材不熔化，液態釬料滲入到固態焊件的間隙內，冷卻凝固后便形成牢固的連接。
三種鋁-鋼異種材料的焊接方法中，壓焊、釬焊工藝方法能夠實現鋁鋼的連接，但對工件的尺寸形狀有一定的限制，生產效率低。熔釬焊可以通過釬料控制鋁鋼金屬間脆性化合物，特別是激光填絲熔釬焊，具有熱輸入小，焊接速度快，易于實現自動化等特點，可獲得優質、高效熔釬焊焊接接頭，應用前景廣闊。
展開 
科普 \\ 電池水冷板加工工藝 - 焊接
02
電池水冷板的工藝變遷
電動汽車從早期的普通油改電，到降本要求下電池PACK方案的優化，水冷板工藝路線也在歷經變化。
初代產品-擠出鋁型材水冷板
型材水冷板的用料是板厚2mm左右的6系鋁型材，無需用到懸浮設計，直接拿VDA模組往上堆，每塊放置3-4個模組，也可以把水流道集成到箱體底部，所有模組都堆到了水冷板上面，強度可見一斑。
圖1 擠出型材水冷板工藝
但是，這種冷板的成型工藝比較復雜，早在“遠古”時代，如果要做大的板子，由于沒有那么大的模具，需要將兩至三塊板子用攪拌摩擦焊拼在一起，另外，該類型的水冷板兩端堵頭需要通過焊接形成內部水環路，所以整體工序較多而且工藝復雜，加上焊頭也是耗材，因此耗資較高。
圖2 攪拌摩擦焊工藝
二代產品-小型沖壓板與口琴管
水冷板的性能會影響動力電池的性能，從而直接影響到電動汽車的續航能力，擠鋁水冷板幾塊板子動輒十幾二十公斤，極大限制了電池的發揮，因而被直接打入了冷宮。
隨后市場把眼光投向了更輕便的沖壓板和口琴管，釬焊工藝的水冷板登上了歷史舞臺。先來說說釬焊這個工藝，其實釬焊在汽車工業應用廣泛且成熟，汽車的前端散熱器、冷凝器和板式換熱器等都采用此工藝，一般采用3系的鋁材在焊接的位置涂上焊料然后過高溫（600℃左右）釬焊爐使焊料融化焊接而成，所以相對來說工序較簡單。
雖然他們采用同一種工藝，但是應用上有所區別。
展開 技術 | 關于不銹鋼的釬焊知識
不銹鋼的釬焊性
1. 表面氧化膜。如上所述，不銹鋼除含主要合金元素鉻外，往往還含鎳、錳、鈦、鉬、鈮、鋁等元素。在表面上形成的主要氧化物有Me2O3（Me=Fe、Ni、Cr、Mn、Ti）和MeO·Me”2O3 （Me’= Fe、Ni、Mn；Me”= Cr、Fe、Ni、Mn、Ti）兩大類。其中Cr2O3和TiO2相當穩定，比較難以去除。在空氣中釬焊時必須采用活性強的釬劑以清除這些氧化物；在保護氣氛中釬焊時，只有在低露點的高純氣氛和足夠高的溫度下氧氣膜才能被還原；真空釬焊時，要求良好的真空度（10-2Pa以上）和足夠高的溫度，才能取得良好的效果。
2.釬焊加熱溫度。對鐵素體不銹鋼來說，只要釬焊加熱溫度不使其晶粒發生猛烈長大，即可認為合適。
對馬氏體不銹鋼來說，釬焊加熱溫度對性能的影響極大，因為馬氏體不銹鋼是在淬火回火狀態下使用的。馬氏體不銹鋼的釬焊加熱溫度有兩種選擇：一種是釬焊加熱溫度與淬火溫度相匹配。例如對1Crl3和2Crl3不銹鋼來說，選擇1000~1050℃的釬焊加熱溫度，釬焊完畢后快速冷卻，達到母材淬火的目的，然后再進行回火，這樣可以獲得最佳的綜合力學性能。另一種是將釬焊溫度選擇在低于鋼的回火溫度，例如對lCrl3不銹鋼來說低于700℃。這樣，已淬火回火的母材在釬焊過程中也不會發生軟化現象，母材仍保持原有的綜合性能。
對奧氏體不銹鋼來說釬焊加熱溫度不宜過高。當釬焊溫度高于1150℃時，晶粒開始猛烈長大。奧氏體不銹鋼晶粒一旦長大，就不能再用熱處理方法使其晶粒細化。所以在選擇釬料和釬焊工藝參數時，應避免在1150℃以上長時間加熱。不含穩定元素鈦或鈮而含碳量又較高的奧氏體不銹鋼，如lCrl8Ni9、2Crl8Ni9等，當停留在500~750℃范圍內時，碳化鉻將沿晶界析出，造成晶界貧鉻，在腐蝕介質中使用極易產生晶間腐蝕。
展開 盤點NASA 在太空探索工作中的3D打印應用
此外，幾乎所有其他主要部件，包括主燃燒室，噴嘴，管道，閥門，電氣和行走裝置，都將使用各種先進的制造工藝來提高可承受性。
新型高超音速發動機
Aerojet Rocketdyne在過去二十年中投入了大量時間和資源開發3D打印/增材制造應用，以滿足火箭發動機和防御系統應用的嚴格要求。2018年Aerojet Rocketdyne 宣布其為NASA和美國國防高級研究計劃局（DARPA）制造的新型高超音速發動機已經成功通過測試，3D打印技術與高超音速航天發動機制造經驗的結合，為研發下一代高超音速推進系統奠定基礎。
來源：Aerojet Rocketdyne
該發動機為“新型雙模式沖壓式噴氣發動機/超燃沖壓（DMRJ）發動機”。超燃沖壓發動機結合了燃氣渦輪發動機（形成基于渦輪的聯合循環推進-TBCC系統），能夠將飛行器從靜止狀態推進到5馬赫或更高的高超音速飛行狀態并再次返回。
兩種合金制成的3D打印火箭發動機點火器
這款3D打印的火箭發動機點火器，標志著NASA能夠首次使用3D打印成功地將功能部件中的兩種金屬合金組合在一起。這一突破可能開啟火箭點火器更快的開發周期，并降低發動機點火器在未來的生產成本。
點火器橫截面的顯微鏡圖像顯示兩種金屬是如何相互擴散的，來源：NASA。
傳統上，關鍵的發動機部件是使用釬焊工藝制成的，釬焊是一種緩慢而昂貴的工藝，并且需要體力勞動和各種不同的步驟來配合完成。通過3D打印將兩種金屬材料打印成一個單一部件，NASA開辟了一種更高效、更經濟有效的制造火箭發動機點火器的方法。
展開 干貨 | 汽車級IGBT模塊特別在哪里？
其中鋁線鍵合工藝成熟、成本較低，但是鋁線鍵合的電氣、熱力學性能較差，膨脹系數失配大，影響IGBT使用壽命。而銅線鍵合工藝具有電氣、熱力學性能優良等優點，可靠性高，適用于高功率密度、高效散熱的模塊。但是銅鍵合工藝的難點是需要對芯片表面進行銅金屬化處理，同時需要更高的超聲能量，這有可能傷及IGBT芯片。
引線鍵合技術相對工藝簡單、成本低廉；但也存在缺點，如多根引線并聯的鄰近效應會引起電流分布不均，寄生電感較大會造成較高的關斷過電壓，金屬引線和半導體芯片之間熱膨脹失配會產生熱應力，從而影響使用壽命等。為了規避這些缺點，研究人員開發出其他新型芯片表面互聯技術:直接電極引出和柔性PCB技術。
②貼片互連技術
貼片互連是指將芯片下表面與絕緣襯板焊接在一起的互連工藝。軟釬焊接是常用的貼片焊接工藝，采用焊膏或焊片作為焊料、真空回流焊接工藝，優點是工藝簡單、成本較低。采用軟釬焊工藝的焊接層熔點在220 ℃左右，而混合動力電動汽車中IGBT 芯片可能工作在175 ℃，焊接層熱負荷過重、模塊可靠性低。為此業界開發出了低溫銀燒結貼片互聯工藝，焊料采用納米或微米級銀顆粒。采用這種工藝的焊接層具有高熱導率、高電導率、高可靠性的優點，但是工藝實施過程中需要施加高溫、高壓，材料成本較高，且對設備與工裝均提出了較高要求。
③端子引出技術
電動汽車用IGBT 模塊的功率導電端子需要承載數百安培的大電流，對電導率和熱導率有較高的要求，車載環境中還要承受一定的振動和沖擊力，機械強度要求高。
展開 鎂合金焊接的十大工藝與常見缺陷
而帶有鍍層的鎂合金可以采用常用的軟釬焊技術。
來源：制造工藝前沿
傳播最新最全的制造工藝技術，覆蓋鑄造，鍛造，焊接，沖壓，注塑，機加工，3D打印等主流制造工藝。
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制造工藝前沿
新能源汽車電池包箱體的輕量化發展
當然拓撲優化后的結果，還必須考慮工程工藝的可行性，綜合考慮箱體的減重方案設施。
電池包安全性需考慮熱管理，其不僅對電池的循環壽命、工作溫度起著重要影響，對于電池包整體輕量化能量密度的提高也非常重要。
在電池包現有的熱管理輕量化上，冷板結構采用較多的是釬焊工藝和吹脹工藝，如口琴管、沖壓板、吹脹板等。針對此類冷板結構，要單獨放在電池箱體上，利用CFD仿真技術和參數化優化設計，對冷板流道進行優化設計，保證電池的散熱性。同時結合流固耦合仿真對冷板的結構進行輕量化設計，保證冷板結構強度。此外，將熱管理系統集成于箱體結構中是目前實現整體結構輕量化研究和探討的方向，該方法在下箱體內嵌入流道，或利用擠壓型材布置流道，利用CFD、參數優化設計以及流固耦合的方法，來對內部流道以及結構進行優化。這種結構不僅可以直接承受模組的重量，同時實現了電池包整體的輕量化，也避免了單獨冷板在惡劣工況下的泄露。
展開 散熱器管板釬焊焊趾振動應力的數值分析
1 前言
主板、散熱管釬焊焊趾是車用散熱器的薄弱部位之一。由于特定的配合結構，該位置存在明顯的應力集中現象；同時由于釬焊工藝造成的晶粒長大、局部溶蝕等現象，導致焊點周邊材料強度顯著降低；在承受溫度交變、振動、沖擊等多種載荷的作用下，出現疲勞失效的風險較大（圖1）。非道路車輛用散熱器的尺寸較大、工作條件惡劣，失效問題更為嚴重。因此，設計階段須采取有效方法，對散熱器的結構強度進行全面評估。然而，目前尚未發現釬焊焊點疲勞強度的計算標準或規范，相關研究報道也非常有限；只能通過大量試驗，對特定產品的特定結構進行評估。振動試驗是通常采用的可靠性評估方法之一；通過施加一定的加速度、模擬散熱器在實車上的振動工況，可有效驗證散熱器承受振動、沖擊載荷的能力、盡早暴露產品缺陷；與應變測試設備配合，可監控關鍵部位的振動應力。但振動試驗周期長、運轉和維護的成本高；且受制于應變測試設備的端口數量、應變片粘貼位置等因素，很難全面反映散熱器整體的受力情況；而且可能因布點位置不合理導致關鍵位置的遺漏。FEA技術可彌補上述缺陷：通過虛擬試驗的方法，對換熱器在各振動工況下的受力情況進行全面、系統的分析，以降低試驗成本、提高設計成功率。
本文以某型非道路車輛用散熱器為對象，借助ANSYS Mechanical模塊，對其釬焊焊點應力進行分析。散熱器焊點周邊的形狀復雜、細微尺寸較多，如直接對焊點建立精確模型并劃分網格，不僅使得前處理工作量大、計算時間長，而且網格質量無法得到保證。因此，將子模型法引入分析過程：首先對省略細節的整體模型進行建模和分析，獲得焊點周邊的變形；將其作為邊界條件導入焊點細節的局部模型中，從而可比較精確地對焊點區域進行計算。
2 散熱器整體模型的諧振分析
豎流管帶式散熱器安裝在冷卻模塊的右側，結構如圖2所示。
展開 
多個激光束的材料加工應用
新型工藝
激光焊接工藝的研究重點主要是工藝流程的優化及加工質量的改善。我們將闡釋具有不同參數的多光束激光加工在車身釬焊、硅鋁合金鍍層不銹鋼板焊接以及聚合物與金屬材料焊接的應用。
從重工業到消費電子產品行業，激光器都是一種不可或缺的材料加工工具。人們普遍將激光材料加工工藝視為是一種成熟的、能夠提高生產力的加工工藝，并不斷尋求將其拓展至新的應用領域。最近，這種探索產生了一種在單一工件上，使用多條光束同時照射、每條光束都根據整個工藝而優化過的有趣趨勢。
本文將著重介紹3種多光束激光加工應用
首先，我們介紹三光點釬焊如何利用整體配合的光束對高強度的汽車材料焊接且外形美觀。
接下來，高強鋼兩步焊接中激光清潔使激光焊接獲得良好的強度和一致性。
最后，我們將了解激光金屬表面織構如何使高強度高密封性的聚合物與金屬焊接在一起。這些意味著具有不同芯徑、脈寬甚至是波長的多條光束相互配合可獲得前有未有的加工效率。
三光點釬焊
激光器的特性對于汽車行業很重要，是因為激光焊接獲得了更高的焊接強度而用的焊料最少，同時提高了安全性并更為經濟。這主要是由于其焊接強度高、材料使用少，同時還提高安全性，使燃料減少。當激光焊接普遍用于汽車生產制造時，人們更傾向于用更為美觀的工藝來滿足沿車頂和汽車內部可見焊縫部位的生產需要。
與普通焊接相比，釬焊是一種無需熔化基材而進行焊接的工藝。對于汽車應用而言，激光能量熔化焊絲將2個鋼或者鋁合金表面無縫焊接在一起。汽車廠商需要在噴漆前進行簡單清理以實現真正無縫焊接的釬焊工藝。
電鍍低碳鋼釬焊的研究重點是焊接質量及焊縫外觀。特別是留在鍍鋅層上的氧化物和污染物，它們是造成飛濺和邊緣粗糙的主要原因。
展開 設計仿真 | Simufact Welding重塑新能源汽車電池盒焊接工藝
不同焊接策略的總變形量(放大50倍)分布：
(a)策略一；(b)策略二；(c)策略三；(d)策略四
小 結
海克斯康專業焊接仿真軟件Simufact Welding提供完善的焊接仿真解決方案，該軟件涵蓋了各種弧焊、激光焊、電阻點焊、電子束焊、釬焊等焊接工藝、消除殘余應力熱處理、冷卻和裝夾、虛擬檢具、重力補償等功能。可以考慮實際焊裝工藝的各種場景的模擬，通過對工裝夾具、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數，以及焊接之后的冷卻、消除應力的熱處理等因素的仿真，對實際焊接過程的焊接變形、焊接殘余應力、焊接熱影響區、熔池等進行虛擬評定，從而對焊接工藝優化。幫助用戶獲得最優的焊裝工藝解決方案。
展開 探秘上汽集團鄭州工廠
包含底板、側圍、門蓋、總拼、表調等高科技工位，548臺由世界最大的數控系統廠商FANUC提供的機器人，以及6臺迪斯壓機，可以實現電阻焊、激光釬焊、CMT冷弧焊、混合氣體保護焊、螺柱焊、自動沖壓、滾邊及涂膠等在內的多種復雜工藝。名爵ZS單車焊點達到2511個，機器人焊點2507個，人工焊點僅有油箱蓋上的4個，此外，機器人換槍，焊裝品質檢測均實現全自動化操作。
目前在最后調試階段的激光釬焊工藝也是國內最為領先的焊接技術之一，具備焊接強度高、受力均勻、焊縫美觀、密封性好、生產環節聲光污染小等眾多優點，全面投入生產后將會大幅提升車身的焊接質量。
配合激光釬焊的打磨工序采用ACF浮動打磨頭，可提升打磨片有效使用量33.3%-66.7%，降低單次打磨消耗量66.7%，單片打磨片打磨車輛增加300%-400%，有效提升打磨品質，同時降低成本。
焊裝車間的傳送線采用目前國內最先進的適用于高精度車身制造的柔性化總拼單元，總拼工位合成了14臺焊接機器人同時工作，可滿足6種車型柔性化生產。
在焊接車間傳送線盡頭的是檢驗及人工焊裝工位，在這個蒙著“紅布”的隔間里，也基本是焊接生產線上唯一可以見到人的地方，在這里工人對車身最后的四個焊點進行焊接。
當然，焊裝中及焊裝后都會對車身都會對質量進行控制以及檢測，采用超聲波無損探傷、激光在線測量、柔性檢具、鑿檢、破壞性鑿檢等多種方法，確保交付客戶產品的高質量標準。激光在線測量系統實時監控精度，并對所有產品的棱邊、孔等空間位置實行100%檢測，確保焊裝品質，技術規格同樣處于行業領先水平。
然后“白車身”就會隨著自動傳送線去往下一個車間——涂裝車間。
涂裝車間
在全封閉的涂裝車間，共有機器人44臺（8臺噴膠、36臺噴漆），他們分工明確實現噴涂工序100%高自動化操作。
展開 民用航空發動機制造用到不少鍛壓技術
06
大量采用電子束焊、釬焊工藝，代替手工焊接工藝
07
大量采用薄壁焊接件
08
大量采用噴丸強化處理
采用多種噴丸強化處理，可顯著增強零件疲勞壽命。
壓氣機葉片盤國內首次采用濕噴丸、玻璃噴丸工藝、激光噴丸工藝，噴丸參數與葉片的變形規律難以掌握。渦榫槽及腹板、彈性支承、輸出軸鼠籠部位，前后擋板均采用噴鑄鋼丸、陶瓷丸工藝強化技術。渦輪葉片榫齒采用剛噴丸、陶瓷噴丸工藝。
